鋁用焊接材料 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
鋁用焊接材料
（1）焊絲
采用氣焊、鎢極氬弧焊等焊接鋁合金時(shí)，需要加填充焊絲。鋁及鋁合金焊絲分為同質(zhì)焊絲和異質(zhì)焊絲兩大類。為了得到良好的焊接接頭，應(yīng)從焊接構(gòu)件使用要求考慮，選擇適合于母材的焊絲作為填充材料。
選擇焊絲首先要考慮焊縫成分要求，還要考慮產(chǎn)品的力學(xué)性能、耐蝕性能，結(jié)構(gòu)的剛性、顏色及抗裂性等。選擇熔化溫度低于母材的填充金屬，可大大減小熱影響區(qū)的晶間裂紋傾向。對(duì)于非熱處理合金的焊接接頭強(qiáng)度，按1000系、4000系、5000系的次序增大。
含鎂3%以上的5000系的焊絲，應(yīng)避免在使用溫度65℃以上的結(jié)構(gòu)中采用，因?yàn)檫@些合金對(duì)應(yīng)力腐蝕裂紋很敏感，在上述溫度和腐蝕環(huán)境中會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕龜裂。用合金含量高于母材的焊絲作為填充金屬，通?？煞乐购缚p金屬的裂紋傾向。
目前，鋁合金常用的焊絲大多是與基體金屬成分相近的標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)焊絲。在缺乏標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)焊絲時(shí)，可從基體金屬上切下狹條代用。較為通用的焊絲是HS311，這種焊絲的液態(tài)金屬流動(dòng)性好，凝固時(shí)的收縮率小，具體優(yōu)良的抗裂性能。為了細(xì)化縫晶粒、提高焊縫的抗裂性及力學(xué)性能，通常在絲中加入少量的Ti、V、Zr等合金元素作為變質(zhì)劑。
選用鋁合金焊絲應(yīng)注意的問(wèn)題如下：
1）焊接接頭的裂紋敏感性
影響裂紋敏感性的直接因素是母材與焊絲的匹配。選用熔化溫度低于母材的焊縫金屬，可以減小焊縫金屬和熱影響區(qū)的裂紋敏感性。例如，焊接硅含量0.6%的6061合金時(shí)，選用同一合金作焊縫，裂紋敏感性很大，
但用硅含量5%的ER4043焊絲，由于其熔化溫度比6061合金低，在冷卻過(guò)程中有較高的塑性，所以抗裂性能良好。此外，焊縫金屬避免鎂與銅的組合，因?yàn)锳l－Mg－Cu有很高的裂紋敏感性。
2）焊接接頭的力學(xué)性能
工業(yè)純鋁的強(qiáng)度較低，4000系列鋁合金居中，5000系列鋁合金強(qiáng)度較高。鋁硅焊絲雖然有較高的抗裂性能，但含硅焊絲的塑性較差，所以對(duì)焊后需要塑性變形加工的接頭來(lái)說(shuō)，應(yīng)避免選用含硅焊絲。
3）焊接接頭的使用性能
填充金屬的選擇除取決于母材成分外，還與接頭的幾何形狀、運(yùn)行中的抗腐蝕性要求以及對(duì)焊接件的外觀要求有關(guān)。例如，為了使容器具有良好的抗腐蝕能力或防止所儲(chǔ)存產(chǎn)品對(duì)其的污染，儲(chǔ)存過(guò)氧化氫的焊接容器要求高純度的鋁合金。在這種情況下，填充金屬的純度至少要相當(dāng)于母材。
（2）焊條 鋁合金焊條型號(hào)、規(guī)格與用途見表2。鋁合金焊條的化學(xué)成分和力學(xué)性能見表3。
表2 鋁及鋁合金焊條的型號(hào)（牌號(hào)）、規(guī)格與用途
表3 鋁及鋁合金焊條的化學(xué)成分和力學(xué)性能
（3）保護(hù)氣體
焊接鋁合金的惰性氣體有氬所和氦氣。氬氣的技術(shù)要求為Ar＞99.9%,氧＜0.005%，氫＜0.005%，水分＜0.02mg/L，氮＜0.015%。氧、氮增多，均惡化陰極霧化作用。氧＞0.3%，則使鎢極燒損加劇，超過(guò)0.1%使焊縫表面無(wú)光澤或發(fā)黑。
鎢極氬弧焊時(shí)，交流加高頻焊接選用純氬氣，適用大厚度板；直流正極性焊接選用Ar+He或純Ar。
熔化極氬弧焊時(shí)，當(dāng)板厚＜25㎜時(shí)，采用純Ar。當(dāng)板厚為25～50㎜時(shí)，采用添加10%～35%Ar的Ar+He混合氣體。當(dāng)板厚為50～75㎜時(shí)，宜采用添加10%～35%或50%He的Ar+He混合氣體。當(dāng)板厚＞75㎜時(shí)，推薦添加50%～75%He的Ar+He混合氣體。
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